1、淄博礦業集團公司許廠煤礦 4303孤島綜采面防滅火技術方案淄博礦業集團公司許廠煤礦 目 錄1概述11.1工作面概況11.2工作面防滅火重點21）孤島綜放面鄰近采空區自燃危險性加大22）煤柱斷層帶與連接工作面與采空區的巷道附近23）巷道周圍煤體自燃24）采空區兩道開切眼和停采線21.3 許廠煤礦現有的防火措施32煤層自燃監測方案42.1相鄰采空區與巷道周圍破碎煤體監測42.2工作面自然發火監測72.3工作面封閉期間和閉墻內火災氣體檢測92.4 監測結果與采取的措施93 防滅火技術方案103.1膠體防滅火技術簡介103.2掘進期間防滅火131）加強巷道支護，對巷道表面噴涂堵漏132）對巷道高冒區及

2、破碎帶充填粉煤灰凝膠，相鄰側采空區充填復合膠體133）對相鄰側采空區充填復合膠體144）巷道過1311泄水巷及斷層帶的防火方案143.3生產期間防滅火151）切眼處注復合膠體防火152）正常生產期間本煤層工作面防滅火173）綜放面臨時停采的防火措施184）工作面停產撤架期間的防滅火184 應急防滅火方案204.1應急方案實施的技術條件204.2滅火救災的基本要求204.3綜放面CO氣體超限應急方案204.4巷道自燃火災應急方案204.5 采空區自燃火災應急方案214.6舊巷自燃形成的火災應急方案225注意事項23許廠煤礦1309孤島綜放面防滅火技術方案1概述1.1工作面概況許廠煤礦是淄博礦務局

3、在濟（寧）北礦區建設的第一對礦井，設計生產能力為150萬噸/年，服務年限86年。該礦位于濟寧市市區東北角，西與岱莊礦井接壤，南與濟寧二號井毗鄰。井田南北長約10Km，東西寬約6Km，面積約60Km2。本井田含煤地層為下二迭統山西組和上石統太原組，平均總厚246.33m，共含煤25層，其中有三層可采煤層：3下、16上和17層煤，3下煤層為首采煤層。該煤為特低灰、低硫、低磷、高發熱量、結焦性能好、成焦率較高，是優質煉配煤及動力燃料用煤，亦可作為氣化液化氣用煤，本井田各煤層均有自然發火傾向。據采樣分析，本礦煤的原樣著火溫度在325349，還原樣和氧化樣的著火點之差（T）在241之間。該煤層具有強爆炸

4、性，煤層爆炸指數為39.44%，煤層瓦斯含量很低，屬低瓦斯礦井。現礦井通風方式為中央并列式通風，風井按裝兩臺GAF-21-13.3軸流式風機，前期配用電機為280KW，礦井需要風量為3200m3/min，礦井總回風量3713m3/min。礦井采用綜采放頂煤開采，是現代化程度較高的大型礦井。圖1 1309工作面平面示意圖1309工作面開采煤層為3下煤，其厚度為5m左右，該煤層為易自燃煤層，煤層自然發火期為1個月左右。該工作面傾斜長度約80m，與之鄰近的1307、1311工作面均已開采，使1309工作面成為一孤島工作面，其順槽與相鄰工作面順槽之間煤柱寬度均為20m。有一條泄水巷穿過1309工作面與

5、鄰近的1307和1311采空區相連。在1309皮帶巷發現一條斷層，其落差為3m左右，已切穿煤柱與1311采空區溝通。工作面情況如圖1所示。1.2工作面防滅火重點許廠礦各級領導對防滅火工作非常重視，在煤礦開采過程中采取了比較扎實的防滅火措施，因此投產以來還沒有發生過煤層自燃。但是，隨著工作面的延伸和通風系統更加復雜，自燃危險性加大。1309綜放面在煤層自燃方面更具有以下特點：1） 孤島綜放面鄰近采空區自燃危險性加大由于綜放面兩側均為采空區，并且鄰近采空區遺煤較多，老空區兩道浮煤厚度可達1.5m左右，超過自燃的極限浮煤厚度。由于老空區遺煤在原工作面開采時已氧化，其溫度可能比較高，如果1309工作面

6、開采過程中煤柱壓裂并向老空區漏風，極有可能發生相鄰采空區自燃。兗州礦區就多次發生無煤柱開采鄰近采空區自燃。2） 煤柱斷層帶與連接工作面與采空區的巷道附近1309工作面與鄰近采空區間煤柱為20m，一般情況下煤柱不易被完全壓裂而產生向鄰近采空區漏風。但是，1309工作面順槽已揭露一些斷層，并已切空煤柱，這些部位可形成向鄰近采空區的漏風，成為自燃危險性較強部位。并且，工作面泄水巷已穿過工作面，與1307和1311采空區連通。在1309順槽與泄水巷連通后，就有可能發生向鄰近采空區大量供氧，并且泄水巷等巷道周圍煤柱易破碎，可能會形成一些漏風通道，因此連接工作面與采空區的巷道附近自燃危險性也較強。3） 巷

7、道周圍煤體自燃根據現場勘察，1309工作面皮帶順槽周圍煤體相對比較完整。煤體壓碎情況較少，但斷層帶附近煤體相對破碎，破碎帶深度不詳，這些煤體破碎斷附近的煤體是防滅火的重點。此外，順槽即將與泄水巷溝通，這些巷道相連的部位容易發生煤層破碎，漏風可能較嚴重，必須加強防火。4） 采空區兩道開切眼和停采線采空區兩道、開切眼及停采線都不放頂煤，故這些部位遺煤較厚，是自燃危險區域。在工作面正常開采時，工作面平均日推進度可達3m以上，在這樣條件下采空區一般不容易發生自燃，在以往的生產中也得到證實。但是，開切眼附近綜采設備布置需要較長時間，并且切眼附近有老巷道，可能煤體較破碎，自燃危險性很大。工作面過斷層時的推

8、進度會受影響使自燃危險增加。停采撤架周期較長，且停采線處遺煤多，自燃危險也加大。1.3 許廠煤礦現有的防火措施該礦井配備了KSS-200束管色譜微機監測系統、安裝有KJ95安全生產監控系統，裝備了CO、CH4等傳感器，采用循環檢測和人工取樣相結合監測井下氣體，為有效防止煤層自然發火事故提供科學依據；地面裝備了注漿站，具有較完善的注漿管路，全礦共敷設注漿管路12010米，曾對采空區和采煤工作面進行注漿防火；安裝并使用了MD-400型注氮機，在每一工作面投產時同時鋪設注氮管路、注氮管路及其他配套設施；此外許廠礦還掌握了噴灑和壓注MgCl2阻化劑防火，壓注粉煤灰復合膠體防滅火，壓注羅克休堵漏材料等防

9、滅火等技術。這些技術的防滅火應用效果總結如下：1） 灌漿：本礦井較早就在地面建立了灌漿站，并完善注漿管路，采用埋管拖管灌漿的方法對采空區和采煤工作面進行預防性灌漿，但因生產實際情況較復雜有時必須對采空區采用間歇式注漿，灌注的灰漿間歇脫水后，各采空區不可能注滿注實，因此仍存在不同程度的漏風，防火效果不是十分的理想。2） 注氮：本礦采用MD-400型注氮機，制氮機輸出N2濃度大于97%，氮氣量平均為400立方米/小時。采用“動態監測、適時注氮”的方法進行注氮，在1315工作面生產期間使用過，效果良好。3） 凝膠堵漏：在采煤工作面正常生產期間，當遇到開幫情況，立即對鄰近采空區的開幫處采用注凝膠堵漏的

10、方法，盡量減少采空區的漏風渠道。4） 設擋風簾：在采煤工作面的進風隅角設置擋風簾，風簾隨著工作面的推進向前移動，其目的也是減少向采空區的漏風量。5） 噴漿堵漏：在臨近采空區的巷道，對靠采空區側的煤壁或者密閉附近的巷道壁采用噴漿堵漏的辦法，減少向采空區以及密閉內的漏風量。2煤層自燃監測方案2.1相鄰采空區與巷道周圍破碎煤體監測采用人工檢測、束管監測、安全監測和人工采樣分析的方法對工作面煤層發火情況進行監測，各種檢測應定點、定時，以便于進行分析。1）工作面安全監測測點布置 1#測點布置在4303軌道順槽距切眼1040米處，鉆孔伸入到4305采空區，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 2#測點布置在430

11、3軌道順槽距切眼640米處，鉆孔伸入到4305采空區，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 3#測點布置在4303皮帶順槽距切眼380米處，鉆孔伸入到4301采空區，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 4#測點布置在4303皮帶順槽距切眼1010米處，鉆孔伸入到4301采空區，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 5#測點布置在4303皮帶順槽距切眼1410米處，鉆孔伸入到4301采空區，內設 6#測點布置在4303老軌道順槽被封閉段靠近切眼側的臨時密閉內，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 7#測點布置在4305皮帶順槽永久密閉內，內設CO采樣頭、溫度傳感器； 8#測點布置在4301皮帶順槽永久密閉內，內設CO采樣頭、

12、溫度傳感器；圖2 防滅火技術措施平面示意圖按照測點布置原則在巷道內設置觀測孔，并對鉆孔進行編號、并掛牌，觀測鉆孔施工方式如圖3所示。圖3 鉆孔施工示意圖鉆孔參數：巷道旁側孔深L 3m，傾角a=5，開孔高度h=1.5m；巷道頂部，孔深L 3m，傾角a=60；鉆孔內下6分或1寸套管，并將測溫探頭和束管固定在一起放入套管的最里端。鉆孔封堵方式：鉆孔與套管之間用炮泥堵死，長度不小于1m，鉆孔端口用快凝水泥封孔。2）監測數據及記錄通過測溫探頭和測溫儀進行測溫，而氣體成分的分析主要通過現場用捏球和氣袋采集氣樣，通過便攜儀或送地面分析室做色譜分析。從而掌握巷道煤體中內部溫度、氣體濃度及其隨工作面推進、巷道風

13、量等參數的變化情況。測定周期、參數及要求如下：（1）正常情況下，使用便攜式CO和氧氣檢測儀、瓦檢儀和測溫儀表，每天檢測一次各測點的溫度、CO、CO2、CH4和氧氣濃度，并記錄在巷道日常觀測記錄表中（表1）。（2）每5天用捏球和氣袋采集氣樣，送地面用氣相色譜儀進行分析一次，分析結果記錄在氣相色譜分析結果表中（表2），并繪制成變化曲線。（3）若出現異常，每班至少觀測二次，每天采樣送地面進行一次氣相色譜分析，并記錄分析結果，繪制出變化曲線。（4）觀測必須做到“四定”，即：定人、定點、定時、定儀器。（5）如果鉆孔附近實施了噴漿、注水、注膠或其他處理要記錄時間及處理過程。表1 鉆孔日常觀測記錄表（430

14、3皮順/軌順） 時間： 年 月 日 時測點編號風流溫度()CO(ppm)CO2(%)O2(%)CH4(%)t()到掘進頭的距離(m)巷道風量（m3/min）12345678表2 鉆孔氣體采樣色譜分析記錄表（4303皮順/軌順） 時間： 年 月 日 時測點編號O2（%）N2（%）CO(ppm)CO2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)備注123456782.2工作面自然發火監測采用人工檢測、束管監測、安全監測和人工采樣分析的方法對工作面煤層發火情況進行監測，各種檢測應定點、定時，以便于進行分析。1）人工檢測檢測地點：進風端頭風簾后；20#、40#、60#、80#、100#、12

15、0#支架后部；回風隅角（支架后部）；工作面回風順槽出口50m。檢測參數：CO、O2、CO2、CH4和T（溫度）。檢測儀器：CO便攜儀、CO檢定管、瓦檢儀、兩用儀和紅外測溫儀。檢測時間：夜班23:00和3:00；早班7:00和13:00；中班15:00和19:00；將檢測結果記錄在表3中。2）束管監測檢測地點：回風隅角支架后部；回風流。檢測參數：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8。檢測設備：束管監測系統。檢測時間：正常情況下，每天早班檢測兩次；工作面異常時，每班檢測兩次；將檢測結果記錄在表4和表5中。測點調整：每天早班，調整與工作面推進相關的束管監測點的位置。表3 工

16、作面日常觀測記錄表日期 班次 時間地點CO(ppm)CO2(%)O2(%)CH4(%)t()備注進風端頭風簾后20#架后40#架后60#架后80#架后100#架后120#架后回風隅角面回順出口50m表4 4303綜采面回風隅角束管監測記錄表日期分析時間O2（%）N2（%）CO(ppm)CO2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)備注表5 4303綜采面回風流束管監測記錄表日期分析時間O2（%）N2（%）CO(ppm)CO2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)備注表6 4303綜采面回風隅角氣體采樣色譜分析記錄表日期采樣時間O2（%）N2（%）CO(ppm)CO

17、2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)備注表7 4303綜采面回順出口50m氣體采樣色譜分析記錄表日期分析時間O2（%）N2（%）CO(ppm)CO2(%)CH4(%)C2H6(ppm)C2H4(ppm)備注3）安全監測檢測地點：工作面上口；回風流。檢測參數：CO、CH4、T。檢測設備：安全監控系統。檢測時間：實時監測。測點調整：每天早班，調整與工作面推進相關的監測探頭的位置。4）人工采樣分析采樣地點：回風隅角（支架后部）和工作面回順出口50m。檢測參數：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4。檢測設備：氣相色譜儀。采樣時間：正常情況下，每天早班在人工檢測的同時

18、，用氣囊采集氣樣兩個，送至地面進行色譜分析；對人工檢測出現異常的地點，應每班采樣兩次。將檢測結果記錄在表6和表7中。2.3工作面封閉期間和閉墻內火災氣體檢測1）測點布置方案工作面非正常封閉時，在進、回風側密閉分別設觀測孔，并在密閉內各布置一個測點，在密閉外出風口各設一個測點，如圖4。圖4 工作面束管測點布置方案1#測點布置在進風側密閉內；2#測點布置在回風側密閉內；3#測點布置在進風側密閉外回風出口；4#測點布置在回風側密閉外回出口。閉內測點采用束管監測系統及人工采樣定期進行分析，閉外則采用人工檢測，并設置CO傳感器、CH4傳感器和溫度傳感器。測點氣體記錄同表2。2）氣體檢測時間（1）采用束管

19、監測系統每天至少一次監測密閉內氣體的變化情況。（2）正常條件下，利用束管監測系統，定時（每天至少兩次）對3#和4#測點氣體進行檢測，對出現異常的測點，每班至少檢測二次。（3）通過CO傳感器、CH4傳感器和溫度傳感器監測3#和4#測點氣體和溫度變化情況，一旦超限（按煤礦安全規程的要求設定），進行聲光報警。2.4監測結果與采取的措施 如果發現CO超限或溫度異常應及時采取注復合膠體等防滅火措施進行處理。如果有其它自燃標志氣體，可據之判斷自燃溫度較高，應立即采取堵漏風、注復合膠體的防滅火措施。 如果閉內氧濃度高于10%，則說明密閉存在漏風，并且有較強的自燃危險，需向閉內注復合膠體。 如果閉墻內O2濃度

20、低于6%，并且無溫度異常，則自燃可能性不大。3 防滅火技術方案根據孤島綜放面煤層自然發火的特點，基于許廠煤礦現有防滅火技術及裝備情況，充分體現“以防為主，防治結合”的思想，提出自燃火災防治技術方案。本方案以膠體防滅火技術為主，其它防滅火技術為輔，適應綜放面及相鄰采空區防火、大面積自燃火區快速滅火及應急滅火需要，提出本方案。3.1膠體防滅火技術簡介近年來發展的膠體防滅火技術由于其良好的防滅火性能得到礦井廣泛應用，膠體材料主要包括凝膠、高分子膠體稠化膠體和復合膠體。膠體防滅火技術集堵漏、降溫于一體，防滅火效果佳，已成為煤層自燃火災治理的主要技術手段之一。1） 膠體防滅火技術特點 膠體防滅火技術特色

21、（1）滅火速度快：由于膠體獨特的滅火性能,其滅火速度很快,通常巷道小范圍的火僅需幾小時即可撲滅,工作面后方大范圍的火也只需幾天即可撲滅。（2）安全性好：膠體在松散煤體內膠凝固化、堵塞漏風通道,故有害氣體消失快；在高溫下，膠體不會產生大量水蒸汽,不存在水煤氣爆炸和水蒸汽傷人危險。（3）火區啟封時間短：注膠滅火工程實施完，不需等待（煤礦安全規程規定各項指標達到啟封條件后還需觀察穩定一個月才能啟封）,即可啟封火區。（4）火區復燃性低：高溫區內只要有膠體滲透到的地點都不會復燃。 膠體具滅火性能：（1）固水性:純膠體中90%以上是水,易于流動的水被固結起來,使水的滅火作用得以充分發揮。（2）吸熱降溫性:

22、成膠過程是吸熱反應,煤溫上升使膠體中的水汽化,也將吸收大量的熱。（3）滲透和堵漏性:成膠材料是易于流動的液體,滲透到煤層縫隙中后形成膠體，堵住漏風通道。（4）阻化性:促凝劑和基料本身都是阻化劑,兩者反應生成的材料也是阻化劑,膠體具有通用阻化劑的性能,對高硫礦仍有良好的防滅火性能。（5）熱穩定性:在1000多度的高溫下膠體不熔化、不破裂,仍能保持完好，只是慢失水干裂,但殘渣(增強劑和SiO2)仍充填著煤體孔隙。（6）充填性能:增強劑用量增加, 膠體耐壓性增強,高濃度的膠體泥漿和粉煤灰凝膠可充填高冒空頂區。（7）在井下正常情況下（T90%）,膠體可長期保存在煤層中（現場實測十三個月仍完好），防止煤

23、層自然發火或火區復燃。（8）成膠時間可以控制,便于針對不同發火情況和現場使用工藝對其進行適當調節，最短成膠時間25秒,慢的可控制在數十小時。（9）材料來源廣泛,成本低廉,工藝簡單。與灌漿系統相配合的大流量壓注膠體泥漿工藝可用于撲滅大面積煤層自燃火災。 以粉煤灰為主要固體原料的復合膠體除具有上述膠體特性外，還有如下特性：（1）添加劑用量極少，僅為千分之幾或萬分之幾，在滅火中使用，可使固體滅火材料在井下的運輸量大幅度減少。（2）膠體有粘彈性，它能緊密充填于煤層間隙，即使煤層壓裂破碎也不會產生漏風裂隙，可對移架、礦壓等造成的新裂隙進行二次封堵。（3）膠體具有觸變性且受熱粘度降低。在進行輸送時，其粘度

24、較低，運輸阻力不大，而進入煤層靜止后，其粘度增大，可滯留在煤層中，吸熱堵漏；材料受熱粘度降低，使其在煤層中向高溫點的流動變得容易，而從高溫點向外流相對較困難，有利于滅火。2） 膠體防滅火材料配比膠體防滅火材料主要包括硅酸凝膠為主體的“凝膠”系列材料、以高分子材料為主要添加材料的系列高分子膠體、和由有機高分子材料、水和粉煤灰（或黃土）構成的復合膠體。其材料構成如下： 凝膠系列材料水： 100份水玻璃 820份碳酸氫銨（或小蘇打） 35份粉煤灰或黃土等 適量 高分子膠體系列材料水： 100份高分子添加劑 0.52份 復合膠體材料水： 100份粉煤灰或黃土等 50120份高分子添加劑 0.050.1

25、份3） 灌注凝膠或粉煤灰凝膠工藝圖5 井上、井下配合的管路大量流注膠工藝圖采用井下移動式注膠防滅火系統時，設備安裝運行及材料運輸均不能迅速實施，且注膠流量小，材料運輸量大，使得滅火效率降低。為了對礦井火災進行有效地預防和在緊急情況下快速反應，迅速控制火災，減少災害損失，有必要利用許廠煤礦現有的粉煤灰灌漿系統，實現大流量壓注高濃度泥漿（稠化膠體）、凝膠或粉煤灰凝膠、復合膠體，有針對性地處理各種不同情況下的浮煤自燃。利用許廠煤礦現有的灌漿防滅火系統，將粉煤灰倒入漿池內，與水混合后，在漿池內制成漿液，通過灌漿管網輸送至井下用漿地點。適當提高水灰比，使提在3:21:1左右。為解決粉煤灰容易在管路中沉降

26、出現堵塞管路的問題，可在制漿池中加入少量懸浮劑JXF1930。在井下用漿地點附近通過ZM-5/1.8D煤礦用注漿機，將高分子膠凝劑FCJ12按比例加入灌漿管網內，并將混合物壓入用膠地點，即可實現大流量的壓注粉煤灰復合膠體。如果地面灌漿也中加入水玻玻，而井下按比例加入的是碳酸氫氨或小蘇打等促凝劑，則可實現大流量壓注凝膠。系統工藝流程見圖5。3.2掘進期間防滅火1） 加強巷道支護，對巷道表面噴涂堵漏噴涂時間：巷道冒頂后20天以內；噴涂厚度：50100mm；噴涂范圍：l 冒頂區域及其前后各10m，頂板需全部噴嚴，并噴至頂板以下0.51.0m；l 斷層破碎帶及其它煤體較破碎部位，斷層帶前后各5m巷道周

27、圍；l 永久性密密墻兩側各3m的煤壁及其頂板。噴涂材料：噴涂材料為水泥砂漿；噴涂要求：噴射均勻、平整，不留孔洞及縫隙。2） 對巷道高冒區及破碎帶充填粉煤灰凝膠，相鄰側采空區充填復合膠體向巷道頂部和沿空側施工2寸注膠鉆孔，鉆孔傾角：6090；鉆孔長度：終孔到實頂；封孔質量：密實、牢固。鉆孔布置：每排布置鉆孔4個，頂部1個，巷道兩側肩窩各一個，相鄰采空區1個（伸入采空區內1m），排距23m；見圖6。鉆孔施工技術采用灌漿注膠滅火鉆孔一次成孔技術（見附錄二）。粉煤灰凝膠充填量（高寬長孔隙率備用系數）為：巷道頂部：3m5m3m0.51.2=25m3； 煤柱頂部：3m5m3m0.31.2=16.2m3；則

28、頂部和肩窩鉆孔平均每孔注膠量約為：16 m3；巷頂充填凝膠材料的配比為：膠體基料濃度大于10%，粉煤灰量不低于30%，促凝劑用量以控制材料成膠時間為30s1分鐘確定。圖6 巷道頂部注膠充填防火工藝示意圖3） 對相鄰側采空區充填復合膠體相鄰采空區注膠鉆孔主要布置在破碎帶、斷層帶等構造帶處。巷道比較完整處每隔50m施工一個鉆孔，注粉煤復合膠充填采空區松散煤體。順槽掘進撤除后，在原巷道噴漿堵漏防火的基礎上，采取向相鄰采空區施工鉆孔壓注復合膠體方法建立復合膠體隔離段，降低相鄰采空區的漏風量和漏風深度，防止相鄰采空區大范圍的松散煤體連成一片，隔離段的長度為10m。在需建隔離段的地點向相鄰側采空區垂直施工

29、2寸鉆孔2個，鉆孔間距為5m，終孔位于煤層頂板高度，伸入采空區內1m，并用水泥將孔口封牢。通過灌漿管路向相鄰采空區充填復合膠體，膠體充填量為：Qj= hwlnk=6m5m10m0.6/0.7=260m3。相鄰采空區原1307軌順和1311運順內硐室的地點，以及1309綜放面順槽外側有硐室的地點，也需采取同樣的方法進行處理。4） 巷道過1311泄水巷及斷層帶的防火方案1309工作面在巷道掘進期間，運順和軌順都會穿過1311泄水巷，與1307面和1311面的采空區溝通，為防止采空區氣體涌入1309工作面，在建密閉墻的同時要充填廢巷和相鄰側采空區。1）在1311泄水巷與順槽之間建立防火閉墻，閉墻厚度

30、不小于1m，并在閉墻頂部預埋2寸灌漿管路；在順槽與老巷道相連處的沿空側打磚混密閉墻，并在墻體兩側至少3m范圍內噴漿，噴漿厚度一般為510cm。2）在巷道交叉點靠實體煤一側，如果巷道完整且無大量遺煤，可打臨時閉墻，否則與沿空側同樣處理；3）通過灌漿管路向密閉內充填復合膠體，在閉墻上預埋觀測管和注膠管，沿注膠管向采空區注復合膠體，注膠量為每個閉墻內50100m3，切眼附近的沿空閉墻內注膠量應較多。膠體充填量計算依據為：Qj=SL/K=105/0.7=70m3式中，Qj為注膠量m3；S為需充填巷道斷面；L為需充填巷道長度，K為膠體收縮系數。4）在閉墻頂部向相鄰側采空區施工2寸注膠鉆孔兩個，終孔位于煤

31、層頂板，伸入采空區內1m，終孔間距5m；膠體充填量為：Qj= hwln/K=6m5m10m0.6/0.7=260m3；式中，Qj為注膠量m3；h為注膠高度；w為延伸至相鄰采空區的寬度；l為注膠段沿走向的長度；n為空隙率。5）斷層帶附近加強巷道支護，對巷道表面噴涂堵漏。在順槽過斷層處，視斷層破碎帶寬度，應在斷層前后各510m范圍內水泥噴漿，防止漏風，并且向破碎帶附近頂部、沿空側及工作面一側施工鉆孔，注羅克休或凝膠等材料堵漏。噴漿厚度一般為510cm。3.3生產期間防滅火1） 切眼處注復合膠體防火根據兩道、端頭支架及過渡支架頂煤的垮落情況，為了防止相鄰采空區對采空區遺煤自燃，通過鉆孔向鄰近采空區兩

32、道壓注粉煤灰膠體以減少漏風、防止自燃。（1）注膠范圍圖7 切眼處注膠防火l 在工作面推過切眼后，強制放下工作面兩道頂煤，并向碎煤里壓注復合膠體，使工作面回風順槽和運輸順槽兩側形成兩段長約15m,寬約10m，高為8m的膠體隔離帶，在不易冒實的切眼和順槽之間形成一個隔離帶，大幅度降低采空區周邊的漏風量，如圖7。l 在3#觀測點處的閉墻后應注膠防止相鄰采空區自燃，該點注膠量150m3以上。（2）注膠鉆孔布置在綜放面推過切眼后，在工作面進風順槽內向采空區切眼頂部施工2個注膠鉆孔，鉆孔終孔位于切眼中間，距切眼底板6m，1#鉆孔位于軌順頂部中間，2#鉆孔距軌順外邦10m，見圖8。圖8 開切眼處的鉆孔布置示

33、意圖（3）注膠前的準備工作由于綜放面回采初期切眼和兩巷冒落不實，為減少膠體泄漏，首先用沙土袋（或碎煤袋）封堵端頭支架（或過渡支架）后部末冒落實的空洞，如圖9，充填厚度（沿走向）為2m左右，高度接頂，然后再通過注膠鉆孔壓注復合膠體。圖9 采空區兩道沙袋充填示意圖（4）注膠量及膠體材料用量注膠量大小主要取決于膠體隔離帶的寬度、長度、高度和頂板的垮落狀況等因素，按下式進行注膠量的計算：Qj=khlwn式中，Qj為注膠量m3；h為注膠高度，取8m；l為膠體隔離帶長度，取15m；n為空隙率，取0.5；w為膠體隔離帶的寬度，取10m；k為注膠有效系數,考慮到膠體的滲流等特性，取1.2。因此，切眼處膠體隔離

34、帶所需注膠量為：Qj=1.2108150.5=720m3所需的懸浮劑（JXF1930）用量按下式計算：Wf= Qj式中，Wf為懸浮劑用量，kg；Qj為注漿量；為配比率，取1故：W=72011000=720 kg。所需的膠凝劑（FCJ12）用量按下式計算：Wz=Qj式中，Wz為膠凝劑用量，kg；Qj為注漿量；為配比率，取0.6故：W=7200.61000=432kg。（5）其它措施在工作面回風順槽預埋束管取樣分析采空區內的氣體變化和采空區浮煤自燃性預測。2） 正常生產期間本煤層工作面防滅火工作面正常推進階段，在工作面進風隅角掛設風簾，減少采空區漏風。每隔5060m左右（切眼推過20m或回風流氣體

35、超限或工作面推進困難時）在順槽隅角堆積土袋（或碎煤）形成一道厚度約為2m的砂袋墻（同時在頂部壓入2寸的灌漿注膠管），墻以減少向采空區的漏風，并為采空區注膠創造條件。待工作面推過砂袋墻一段距離，工作面上端頭跨落帶與砂袋墻結合充分后，通過砂袋墻頂部壓入的注膠管，壓注一定量的復合膠體。通過注膠，最終沿回風順槽和運輸順槽形成一定數量的膠體隔離段。膠體隔離段進風順槽沿傾向注膠8m，沿工作面方向確定為6m，注膠高度切頂；回風順槽沿傾向注膠6m，沿走向確定為6m，注膠高度為3m，最終沿采空區兩道形成間斷隔離帶，如圖10。進風側壓注量：8631.2=180m3。回風側壓注量：6631.2=140m3。懸浮劑平

36、均（JXF1930）用量為：W=16011000=160kg。膠凝劑平均（FCJ12）用量為：W=1600.61000=96kg。圖10 工作面注膠防滅火3） 綜放面臨時停采的防火措施綜放面需臨時停采時，為使綜放面臨時停采后不出現煤層自然事故，應采取如下技術措施：（1）工作面臨時停采前三天，在工作面上順槽施工一道砂袋墻，封堵采空區未跨落的巷道，并向砂袋墻內壓注復合膠體120m3；（2）工作面臨時停采前，下順槽施工兩個鉆孔壓注復合膠體150m3；（3）降低工作面風量（約為正常風量的一半）；（4）綜放面停采期間要派專職瓦檢員，進行綜放面正常的人工檢測，發現問題及時匯報，并立即處理。（5）綜放面停采

37、期間，測風員要每天去12人檢查通風系統的穩定性，同時檢查綜放面所有風門的狀況，測定工作面風量，發現問題及時匯報并立即處理。（6）工作面因假期或難以控制的自燃火災等原因，停采時間較長時，應對工作面采取封閉注氮措施，并采用束管監測（或人工檢測）對封閉區內氣體進行定期檢測。4） 工作面停產撤架期間的防滅火當工作面完成回采準備撤架時，頂煤不放并且回采速度較慢，使停采線附近堆積了大量浮煤，超過了煤自燃的極限浮煤厚度。工作面開始停采后，還要準備撤離支架，其周期也很長。因此，停采線自燃危險性較大，停采撤架期間的防滅火措施如下：（1）距停采線附近100米的在皮帶順槽向采空區埋設束管，共埋設4個，分別距停采線1

38、00米、70米、50米、30米，束管和采樣頭要用2寸鐵管保護好，并定期通過束管取樣，上井取樣分析。（2）工作面停采期間，降低工作面風量（約為正常風量的一半），采取均壓措施，減少停采線漏風，防止停采線浮煤自燃；（3）加快工作面設備撤出速度，應在1.5個月內工作面設備全部撤完，并完成封閉，若不能在規定時間內全部撤完，必須做好應急準備工作（注膠管路、設備、注膠材料、打鉆機具和套管必須準備到位）；（4）在撤架過程中，加強停采線氣體、溫度監測和自燃危險性預測；經檢查或預測，確有自燃危險性時，在危險區域支架間布置鉆孔，進行注膠防滅火處理；（5）對“兩道”冒落不實的大空洞進行沙袋（或碎煤袋）充填堵漏，降低工

39、作面風量，在滿足工作面防瓦斯及防塵要求前提下，準備停采階段盡量將工作面風量減少（可減少到500600m3左右），以減少向采空區漏風。 圖11 工作面停采撤架前注膠區域平剖示圖（6）工作面停采時，向兩道采空區壓注粉煤灰復合膠體，形成防火隔離帶，隔離帶長12m，寬7m，高5m。（7）在工作面進風與回風之間的中部分別施工二個鉆機窩。鉆機窩大小以能夠自鉆窩向支架頂部打鉆為宜。由鉆機窩向采空區打鉆，鉆孔終孔位置以水平方向與支架尾部水平距離約為6m，垂直方向高出支架頂部3m，相鄰終孔點間距為68m（如圖11）。沿鉆孔向采空區注膠，每個鉆孔，注膠量約為30m3，累計注膠300m3。通過注復合膠體，在工作面進

40、風、回風側形成防火隔離帶，能夠有效地降低通往采空區的漏風，還可防止注膠部位煤溫升高。（8）工作面停采設備全部撤出以后，在適當位置近防火閉要求建立密閉，并留設觀測孔和注漿管路。4 應急防滅火方案礦上備一定量的水玻璃和復合膠體添加劑，一旦發生自燃跡象，可迅速連接好注漿管路，大流量壓注復合膠體。如果不能在短時間內接好注膠管路，可采用井下移動式注膠滅火。4.1應急方案實施的技術條件1）建立注膠防滅火系統：將灌漿注膠管路輔設到進風順槽內，準備應急用注膠設備和材料。2）建立井下快速打鉆下套管系統：準備好滅火鉆機（改進型巖石電鉆）、煤電鉆、可作為套管的50mm鉆桿、相配套的鉆頭、以及高壓膠管等。4.2滅火救

41、災的基本要求1）了解煤礦安全規程滅火救災的有關規定。2）掌握膠體防滅火系統的使用方法。3）掌握井下快速打鉆下套管技術。4）編制火災氣體檢測操作規程。5）校準現有儀器、儀表，保證火區檢測儀器儀表合格、可靠。6）注意資料收集和匯總分析。4.3綜放面CO氣體超限應急方案1）采取措施（如不放頂煤），加快工作面推進速度；2）采用沙袋（碎煤袋）充填上順槽采空區巷道，減少向采空區的漏風；3）對采空區兩道進行封堵和注膠；4）控制工作面風量，減小向采空區漏風；5）采取系統均壓措施，升高工作面壓力，減少采空區有害氣體的涌出。4.4巷道自燃火災應急方案一旦發現巷道自燃火災，必須按照煤礦安全規程的有關規定，立即采取措

42、施控制火勢的發展，并上報礦調度室，成立滅火救災指揮部，組織制定滅火方案，指揮井下滅火救災工作。1）控制火勢（a）用水直接撲滅巷道表面明火，打鉆注水、灌漿，并應用火區快速控制系統注膠控制火勢發展；（b）設專人檢測火區及其下風側CO、CH4和O2等氣體變化情況，并隨時匯報；（c）根據氣體變化情況，確定是否撤出火區下風側人員和設置警戒。2）判定巷道自燃火區范圍及嚴重程度（a）根據巷道氣體監測數據，判定火勢；（b）采用紅外測溫儀測定巷道表面溫度，推斷高溫區范圍；（c）在可自燃區域打鉆探測，確定火區范圍和嚴重程度。3）確定注膠滅火范圍及注膠量根據判定出的巷道火區范圍和嚴重程度，確定注膠滅火范圍，并初步估

43、計總的滅火注膠量。4）布置注膠鉆孔注凝膠根據確定的注膠范圍，從火區上風側開始布置注膠鉆孔，鉆孔間距為23m，長度為46m，傾角60度，下2寸套管，并用水泥和海帶封孔。注膠材料選用水玻璃凝膠，其材料及配方如為：基料（水玻璃）10%；促凝劑（碳酸氫氨或碳酸氫鈉）3%。5）氣體檢測采用色譜和現場觀測定期檢測火區氣體變化情況。4.5 采空區自燃火災應急方案綜放面推進速度較慢時，可能出現采空區自燃火災。一旦出現該類自燃火災，必須按照煤礦安全規程有關規定組織滅火救災工作。1）確定火區距工作面的距離和火勢大小根據工作面溫度及氣體分析，判斷采空區高溫區域位置和距工作面的深度和火勢大小，并采用相應的應急方案。（

44、a）若自燃區域離工作面距離小于20m，則停止推進，采用注水注膠直接滅火。（b）若自燃區域離工作面距離大于20m，則加快工作面推進速度。（c）若工作面自燃火災難以控制時，應立即斷電、撤人，建立臨時密閉，制定并實施相應的滅火啟封方案。2）近距離采空區自燃滅火方案（a）用水控制火勢：一旦發現工作面自燃火災，立即用水直接撲滅工作面表面明火，控制火勢發展，同時停止工作面生產，降低供風量，并做好注膠前的準備工作。（b）布置注膠鉆孔注凝膠：在工作面架間（或在工作面煤壁施工鉆機窩），向支架頂后部采空區布置注膠鉆孔，鉆孔終孔位于支架頂23m，終孔間距23m。下套管并用水泥或海帶封孔，套管直徑為1寸，每節長度為1

45、.5m，端頭為管螺紋；套管聯接采用管箍。鉆孔中第一節套管為花管，花管由套管加工而成，即每隔10cm鉆一個15mm的孔，并均勻分布在套管圓周的各個方向。注膠材料選用水玻璃凝膠，其材料及配方如為：基料（水玻璃）10%；促凝劑（碳酸氫氨或碳酸氫鈉）3%。（c）加強氣體檢測：在注膠滅火過程中，必須設專人檢測工作面、回風隅角和回風流的氣體變化情況。3）遠距離采空區自燃滅火方案（a）不放頂煤，加快工作面推進速度。（b）采用沙袋（碎煤袋）充填上順槽采空區巷道，減少向采空區的漏風；（c）對采空區兩道進行封堵和注膠；（d）控制工作面風量，減小向采空區漏風；（e）若工作面氣體較高，人員無法進行工作，則采用系統均壓

46、，升高工作面壓力，減少采空區有害氣體的涌出量，保障工作面有害氣體在生產允許的范圍內。4.6舊巷自燃形成的火災應急方案由于工作面超前壓力或礦壓作用，舊巷中的密閉壓裂，且順槽頂煤壓酥或冒落，受相鄰采空區自燃火災影響，形成本工作面自燃火災。根據順槽在掘進期間巷道頂煤及舊巷中設置測點所測的氣體、溫度情況，分析確定火區在巷道頂煤還是在相鄰采空區。若為巷道頂煤自燃火災，則其處理方法與巷道自燃火災應急方案類似；若為相鄰采空區自燃火災或聯絡巷煤柱火災，則采取以下技術方案。（1）應用均壓系統，調節工作面壓力，減少有害氣體向工作面的涌入。（2）在順槽中向采空區舊巷或火區處布置注膠鉆孔，壓注復合膠體，根據氣體觀測資

47、料，分析確定火區范圍，初步估計注膠量。（3）若自燃區域在相鄰采空區，則注膠的主要目的是在聯絡密閉附近建立膠體隔帶；若自燃區域已擴展到本面順槽，則注膠范圍應為聯絡巷以下的高溫區域。（4）在順槽向需注膠范圍內布置注膠鉆孔，終孔位于聯絡巷頂部，終孔間距為2m。采用改進的巖石電鉆（滅火鉆機），打鉆下套管一次完成。（5）注膠工藝選擇多功能灌漿注膠系統，注膠材料選用復合膠體，其材料配比為：懸浮劑1，膠凝劑0.6。（6）在注膠滅火過程中，采用束管監測系統（或設專人人工檢測）監測上隅角和回風順槽中氣體的變化情況，掌握自燃火勢發展和注膠滅火效果。（7）注膠滅火后，應采取措施加快工作面推進速度。5注意事項1） 順

48、槽掘進到斷層帶及向破碎帶周圍注膠時應加強巷道支護，防止注膠過程中發生頂板事故；2）順槽掘進到與老巷道連通時，防止老巷中積聚有大量CO、CH4等氣體或水，注意做好探放工作，保障安全施工；3）順槽掘進到與老巷道連通時，即會向相鄰采空區供氧，有可能引起自燃。應在連通前做好打密閉、注膠的準備，巷道連通后應迅速打好密閉，并向老空區注復合膠；4）注膠過程中，也會向老空區注入大量水，注入的水會對沿空煤柱產生一定壓力，注意防止老巷道與順槽連通處等薄弱環節發生突水，提高密閉強度并可放出老空區積水；5）應加強對巷道煤體破碎的部位、鄰近采空區及工作面隅角處的監測，如有異常應時處理。6）及進入兩順槽和工作面的人員必須攜帶化學氧自救器。